本文關(guān)鍵詞：基于最短路徑射線追蹤的木材缺陷二維圖像重建研究

  更多相關(guān)文章： 圖像重建 應(yīng)力波 層析成像 最短路徑射線追蹤

【摘要】：木材內(nèi)部缺陷會(huì)嚴(yán)重影響木材物理、力學(xué)性質(zhì),嚴(yán)重降低了木材質(zhì)量。通過對(duì)活立木的缺陷檢測(cè),來決定是否對(duì)樹木進(jìn)行救治、砍伐等措施,以達(dá)到保護(hù)樹木、保護(hù)社會(huì)生活安定的目的,同時(shí)對(duì)木材利用率的提高,森林生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。圖像重建是利用波場(chǎng)的走時(shí)信息對(duì)被檢測(cè)的木材速度(或慢度)進(jìn)行反演成像的,主要包括射線追蹤和反演算法,是研究木材內(nèi)部缺陷的有效手段。其中射線追蹤算法目的在于找到模型和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,最短路徑射線追蹤方法與其它追蹤算法相比,適應(yīng)性強(qiáng)、速度快、易于實(shí)現(xiàn)。本文運(yùn)用應(yīng)力波無損檢測(cè)方法、層析成像走時(shí)理論等相關(guān)理論和分析方法,內(nèi)容主要圍繞著最短路徑射線追蹤算法的研究、模型的建立、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、最短路徑射線追蹤算法的仿真分析、成像圖像的結(jié)果指標(biāo)分析幾個(gè)方面進(jìn)行。主要工作如下：(1)本文對(duì)最短路徑射線追蹤方法的原理、具體實(shí)現(xiàn)過程及所用的Dijkstra算法等進(jìn)行研究,并根據(jù)該正演算法的特點(diǎn)及原理,選擇一種合適的圖像重建算法。(2)建立數(shù)值模型,構(gòu)建基于最短路徑射線追蹤的速度模型和網(wǎng)絡(luò)模型。(3)利用質(zhì)因數(shù)分解法建立最短路徑射線追蹤的節(jié)點(diǎn)自動(dòng)搜索函數(shù),使用Matlab編程進(jìn)行最短路徑射線追蹤正演追蹤模擬和層析反演算法。本文的創(chuàng)新之處在于：(1)通過研究含水率與木材徑向速度之間關(guān)系,對(duì)本文的參考速度合理性進(jìn)行驗(yàn)證。(2)采用使波的傳播路徑更加精確的最短路徑射線追蹤算法。
【關(guān)鍵詞】：圖像重建 應(yīng)力波 層析成像 最短路徑射線追蹤
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP391.41;S781.5
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-15
• 1.1 研究背景7
• 1.2 無損檢測(cè)技術(shù)概述7-9
• 1.2.1 無損檢測(cè)特點(diǎn)及發(fā)展階段7-8
• 1.2.2 木材無損檢測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向8-9
• 1.3 基于應(yīng)力波的木材無損檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)狀9-11
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.4 射線追蹤方法發(fā)展現(xiàn)狀11
• 1.5 常見的應(yīng)力波無損檢測(cè)儀器11-12
• 1.6 研究內(nèi)容及研究方法12-15
• 1.6.1 研究內(nèi)容12-13
• 1.6.2 研究方法及創(chuàng)新13-15
• 2 應(yīng)力波傳播規(guī)律的研究15-19
• 2.1 應(yīng)力波概述15
• 2.2 應(yīng)力波傳播滿足的定理15-16
• 2.3 應(yīng)力波檢測(cè)木材性質(zhì)的方法及機(jī)理16-18
• 2.3.1 應(yīng)力波檢測(cè)木材性質(zhì)的基本方法16-17
• 2.3.2 應(yīng)力波沿木材橫向的傳播機(jī)理17-18
• 2.4 應(yīng)力波法檢測(cè)木材缺陷的基本原理及方法18
• 2.5 本章小結(jié)18-19
• 3 層析成像算法的理論研究19-29
• 3.1 簡介19
• 3.2 CT技術(shù)理論及數(shù)學(xué)基礎(chǔ)19-20
• 3.3 成像理論20-27
• 3.3.1 層析成像的物理依據(jù)20-21
• 3.3.2 成像的基本步驟21
• 3.3.3 射線追蹤方法21-24
• 3.3.4 層析成像反演方法24-27
• 3.4 本章小結(jié)27-29
• 4 最短路徑射線追蹤算法的路徑模擬29-36
• 4.1 最短路徑射線追蹤方法的原理29-31
• 4.1.1 最短路徑概述29-30
• 4.1.2 最短路徑射線追蹤方法原理30-31
• 4.2 最短路徑射線追蹤算法的路徑模擬實(shí)現(xiàn)過程31-34
• 4.2.1 速度模型及網(wǎng)絡(luò)模型的建立31-32
• 4.2.2 最小走時(shí)及局部走時(shí)的計(jì)算32
• 4.2.3 Dijkstra算法計(jì)算節(jié)點(diǎn)最小旅行時(shí)及確定射線路徑32-33
• 4.2.4 速度模型及旅行時(shí)解析公式33-34
• 4.3 基于最短路徑(SPR)射線追蹤的圖像重建算法34-35
• 4.4 本章小結(jié)35-36
• 5 應(yīng)力波成像數(shù)值模型實(shí)驗(yàn)分析36-49
• 5.1 數(shù)值模型的構(gòu)造36-37
• 5.2 理論網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)慢度37
• 5.3 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)37-39
• 5.3.1 實(shí)驗(yàn)條件及參考速度37-38
• 5.3.2 測(cè)試方法及數(shù)據(jù)采集38-39
• 5.4 實(shí)驗(yàn)仿真分析39-43
• 5.4.1 最短路徑法的射線追蹤39-42
• 5.4.2 成像ART算法42-43
• 5.5 圖像重建結(jié)果43-44
• 5.6 增加網(wǎng)格密度后圖像重建結(jié)果44-45
• 5.7 重建結(jié)果圖像的Matlab預(yù)處理45-47
• 5.8 成像結(jié)果分析47-48
• 5.8.1 圖像擬合度指標(biāo)47
• 5.8.2 重建圖像結(jié)果指標(biāo)對(duì)比分析47-48
• 5.9 本章小結(jié)48-49
• 結(jié)論49-50
• 參考文獻(xiàn)50-53
• 附錄A53-54
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文54-55
• 致謝55-56

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 楊學(xué)春,王立海;紅松木材結(jié)構(gòu)缺陷對(duì)應(yīng)力波傳播參數(shù)的影響[J];東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2005年01期

2 李志輝;劉爭平;;最短路徑法射線追蹤的MATLAB實(shí)現(xiàn)[J];工程地質(zhì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用;2004年04期

3 ;第六次全國森林資源清查及森林資源狀況[J];綠色中國;2005年02期

4 王立海,楊學(xué)春,徐凱宏;木材無損檢測(cè)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];森林工程;2001年06期

5 馮海林;李光輝;方益明;李劍;;應(yīng)力波傳播模型及其在木材檢測(cè)中的應(yīng)用[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2010年06期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 牟洪波;基于BP和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的木材缺陷檢測(cè)研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 楊慧敏;基于能量法木材孔洞缺陷的超聲定量檢測(cè)研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2005年

2 張雪垠;非均勻背景場(chǎng)射線追蹤的改進(jìn)及有限元數(shù)值模擬[D];浙江大學(xué);2006年

3 閆在興;基于應(yīng)力波原木內(nèi)部缺陷二維圖像重建的初步研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2007年

4 游祥飛;基于應(yīng)力波二維圖像原木內(nèi)部腐朽三維重建的初步研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：986241